JP6295168B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤの中には、２枚のカーカスプライがビード部を包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返され、そのうち１枚のカーカスプライがベルトの近くまで巻き上げられ、もう１枚のカーカスプライがビード部のタイヤ幅方向外側まで巻き上げられているものがある（例えば特許文献１参照）。このような空気入りタイヤでは、ビード部のタイヤ径方向外側の端部からベルト端までの領域の内側においてカーカスプライが３重になっているため、カーカスプライが１枚しかない空気入りタイヤや、カーカスプライが２枚あるがいずれもタイヤ幅方向外側まで巻き上げられていない空気入りタイヤと比較して、前記領域の剛性が高い。

特開２００１−３４１５０６号公報

しかし、このような空気入りタイヤでも、前記領域の剛性はその他の領域の剛性と比較すると低く、またそのため、サイド部（タイヤ幅方向両側の部分）に剛性が急に変化する部分が存在して、その部分に応力が集中し易くなっている。そしてこのことが、空気入りタイヤの耐久性や操縦安定性の低下の原因となっている。

そこで本発明は、サイド部の剛性がタイヤ径方向内側から外側にかけて段階的に変化する空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、ビードコア及びビードフィラーを包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返された第１と第２のカーカスプライを備え、前記第１と第２のカーカスプライの外側にベルトとトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、前記第１カーカスプライの外側へ折り返された部分の端部の位置は前記ベルトの内側であり、前記第２カーカスプライの外側へ折り返された部分の端部の位置は、タイヤ幅方向断面上において、フレックスゾーン内にある前記トレッドゴムの端部から、前記第２カーカスプライの折り返し前の部分に沿って、フレックスゾーン内の該部分の長さの１０％の距離内であって、前記トレッドゴムの端部の内側を除く部分にあり、前記フレックスゾーンは、タイヤ幅方向断面上で見て、タイヤ最大幅位置を通ってタイヤ内外に伸びる直線からベルト幅方向端部を通ってタイヤ内外に伸びる直線までの領域で、かつ、前記の２つの直線の部分を除く領域であることを特徴とする。

実施形態の空気入りタイヤでは、サイド部の剛性がタイヤ径方向内側から外側にかけて段階的に変化する。

実施形態の空気入りタイヤ１の幅方向右半断面図。 実施形態の空気入りタイヤ１の幅方向右半断面図。

（空気入りタイヤ１の構造）
以下の説明における「内側」や「外側」は、その方向が明記されていない場合は、第１カーカスプライ３や第２カーカスプライ３０の面に垂直な方向に、タイヤの「内側」や「外側」であることを意味する。

また、各部材やその端部の位置関係は、空気入りタイヤ１を正規リムに装着して正規内圧とした場合の無負荷でのものである。ここで正規リムとは、ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ」、又はＥＴＲＴＯ規格における「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ」である。正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ」に記載の「最大値」、又はＥＴＲＴＯ規格における「ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ」である。

実施形態の空気入りタイヤ１の基本的な構造は次の通りである。

実施形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すように、ビードコア２０及びそのタイヤ径方向外側のビードフィラー２１を備える。

また、ビードコア２０及びビードフィラー２１を包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返された第１カーカスプライ３と第２カーカスプライ３０を備える。接地面のタイヤ径方向内側においては、第１カーカスプライ３が第２カーカスプライ３０より内側にある。外側に折り返された先の折り返し部では、第１カーカスプライ３が第２カーカスプライ３０より外側になる。

接地面のタイヤ径方向内側でカーカス３の外側にはベルト層がある。本実施形態の場合、ベルト層は、内側の第１ベルト４とその外側の第２ベルト４０とからなる。第１ベルト４は第２ベルト４０より幅が広い。

ベルト層の外側には、ベルト補強層５が、ベルト層を完全に覆うように設けられている。従って、ベルト補強層５の端部５０は、ベルト端４１（ベルト層を構成するベルトのうち最もタイヤ幅方向に広いベルトの端部のことで、本実施形態では第１ベルト４の端部）よりも、タイヤ幅方向外側かつタイヤ径方向内側にある。

ベルト補強層５のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム６が、ベルト補強層５を完全に覆うように設けられている。従って、トレッドゴム６の端部６０は、ベルト補強層５の端部５０よりも、タイヤ幅方向外側かつタイヤ径方向内側にある。

ビードフィラー２１よりタイヤ幅方向外側の、第２カーカスプライ３０との間には、サイド補強層８が設けられている。なお、サイド補強層８は、複数のスチールコード又は有機繊維コードがゴムに被覆された部材である。

また、タイヤ幅方向両側にはサイドウォール７が設けられている。本実施形態の場合、サイドウォール７のタイヤ径方向外側の部分は、トレッドゴム６のタイヤ幅方向外側の部分を外側から覆っている。

空気入りタイヤ１の幅が最大となる最大幅位置７０は、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向の中間付近にある。タイヤ幅方向の断面図において、最大幅位置７０を通って内外に伸びる直線（図中では二点鎖線で示されている）から、ベルト端４１を通って内外に伸びる直線（図中では二点鎖線で示されている）までの領域がフレックスゾーンＦＺである。ただし、フレックスゾーンＦＺには、最大幅位置７０を通って内外に伸びる直線と、ベルト端４１を通って内外に伸びる直線の部分は、含まれない。ベルト補強層５の端部５０やトレッドゴム６の端部６０は、このフレックスゾーンＦＺ内にある。

さらに、第１カーカスプライ３の内側にはインナーライナー９が設けられている。

以上の空気入りタイヤ１における各部材の詳細な位置関係は次の通りである。

まず、タイヤ幅方向外側へ折り返された第１カーカスプライ３の端部３１は、ベルト下、すなわちベルト層の内側にある。従って、第１カーカスプライ３の端部３１は、ベルト端４１よりタイヤ幅方向内側にある。

また、タイヤ幅方向外側へ折り返された第２カーカスプライ３０の端部３２の位置は、タイヤ幅方向断面上で見ると、フレックスゾーンＦＺ内のトレッドゴム６の端部６０から、第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分に沿って、フレックスゾーンＦＺ内の第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分の長さの１０％の距離内にある。ここで、フレックスゾーンＦＺ内の第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分の長さとは、タイヤ幅方向断面上でのフレックスゾーンＦＺ内の第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分を表す曲線の該曲線に沿った長さである。なお、「１０％の距離内」には１０％の距離の位置が含まれる。また、トレッドゴム６の端部６０から前記１０％の距離内とは、トレッドゴム６の端部６０を中心に、第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分に沿って、ベルト端４１側へ前記１０％の距離内と、最大幅位置７０側へ前記１０％の距離内とを含む意味である。ただし、第２カーカスプライ３０の端部３２は、トレッドゴム６の端部６０の内側は避けて設けられる。なお、ベルト補強層５の端部５０は、フレックスゾーンＦＺ内にあるが、トレッドゴム６の端部６０から前記１０％の距離内には無い。また、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０も、本実施形態ではフレックスゾーンＦＺ内にあるが、トレッドゴム６の端部６０から前記１０％の距離内には無い。

前記のように第２カーカスプライ３０の端部３２がトレッドゴム６の端部６０の内側を避けて設けられるため、第２カーカスプライ３０の端部３２とトレッドゴム６の端部６０との位置関係として、図１と図２で示す２つのパターンがある。図１は、第２カーカスプライ３０の端部３２が、ベルト補強層５の端部５０よりタイヤ径方向内側で、トレッドゴム６の端部６０よりタイヤ径方向外側にあるパターンを示している。図２は、第２カーカスプライ３０の端部３２が、トレッドゴム６の端部６０よりタイヤ径方向内側で、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０よりタイヤ径方向外側にあるパターンを示している。なお、図１、図２において、この２つのパターンの違いを明確にするため、トレッドゴム６の端部６０と第２カーカスプライ３０の端部３２との距離を離して示している。

また、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０の位置は、ビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２よりもタイヤ径方向外側で、第２カーカスプライ３０の端部３２よりもタイヤ径方向内側である。さらに、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０の位置は、第２カーカスプライ３０の端部３２からビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２までの距離の１０〜８０％の長さだけ、第２カーカスプライ３０の端部３２から離れていることが望ましい。本実施形態の場合は、上記のように、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０は、フレックスゾーンＦＺ内にあり、従ってタイヤの最大幅位置７０よりタイヤ径方向外側にある。サイド補強層８のタイヤ径方向内側の端部の位置は、図示する実施形態では、ビードコア２０のタイヤ幅方向外側である。ただし、サイド補強層８のタイヤ径方向内側の部分は、ビードコア２０の内側へ折り返されていても良い。

なお、ビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２は、タイヤの最大幅位置７０よりもタイヤ径方向内側である。

以上をまとめると、各部材の端部のタイヤ径方向内側から外側にかけての並び順は、ビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２、タイヤ最大幅位置７０、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０、トレッドゴム６の端部６０と第２カーカスプライ３０の端部３２のうちいずれか一方、トレッドゴム６の端部６０と第２カーカスプライ３０の端部３２のうちの他方、ベルト補強層５の端部５０、ベルト端４１、となる。

（効果）
上記の通り、タイヤ幅方向断面上で見ると、第２カーカスプライ３０の端部３２が、トレッドゴム６の端部６０を基準にして、第２カーカスプライ３０の折り返し前の部分に沿って、フレックスゾーンＦＺ内の該部分の長さの１０％の距離内にある。このように、第２カーカスプライ３０の端部３２は、限定された範囲内にあるため、他の部材の端部に接近しない。ここでの他の部材の端部とは、具体的には、フレックスゾーンＦＺ外に位置しているビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２、フレックスゾーンＦＺと接するベルト端４１、フレックスゾーンＦＺ内に位置しているが前記１０％の距離内には無いベルト補強層５の端部５０である。このように、サイド部において、各部材の端部が一致しないため、剛性がタイヤ径方向内側から外側にかけて段階的に変化している。そのため、サイド部に剛性が急に変化する部分が無く、そのような部分に応力が集中してセパレーションが生じる等の問題を防ぐことができ、耐久性の低下を防ぐことができる。また、第２カーカスプライ３０の端部３２からベルト補強層５の端部５０までの領域を剛性が低い領域として確保しながらも、その領域から離れるに従って段階的に剛性が高くなるようにして、サイド部全体としては剛性が高められている。そのため、空気入りタイヤ１は、耐久性や乗心地の良さが確保された状態で、操縦安定性が向上したものとなっている。

ところで、トレッドゴム６の端部６０はセパレーションが生じやすい部分である。また、第２カーカスプライ３０の端部３２は応力が集中し易い部分である。従って、第２カーカスプライ３０の端部３２がトレッドゴム６の端部６０の内側にあると、第２カーカスプライ３０の端部３２に集中した応力によりトレッドゴム６の端部６０からセパレーションが生じるおそれがある。しかし上記の空気入りタイヤ１では、第２カーカスプライ３０の端部３２がトレッドゴム６の端部６０の内側を避けて設けられているため、セパレーションが生じにくく、耐久性が高い。

また、第２カーカスプライ３０の端部３２が、上記の範囲内で、かつ、ベルト補強層５の端部５０よりタイヤ径方向内側で、トレッドゴム６の端部６０よりタイヤ径方向外側にあれば、サイド部において第２カーカスプライ３０が２重になっている領域が広くなる。そのため、サイド部の剛性が高い領域が広くなり、操縦安定性が向上する。

また、第２カーカスプライ３０の端部３２が、上記の範囲内で、かつ、トレッドゴム６の端部６０よりタイヤ径方向内側で、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０よりタイヤ径方向外側にあれば、サイド部において第２カーカスプライ３０が２重になっている領域がやや狭くなる。そのため、サイド部の剛性が低い領域が広くなり、乗心地が向上する。

また、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０が、ビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２よりもタイヤ径方向外側で、第２カーカスプライ３０の端部３２よりもタイヤ径方向内側にあるため、サイド補強層８を含めて考えても、剛性がタイヤ径方向内側から外側にかけて段階的に変化していることになる。従って、サイド部に剛性が急に変化する部分が無く、空気入りタイヤ１の耐久性の低下を防ぐことができる。

また、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０の位置が、第２カーカスプライ３０の端部３２からビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２までの距離の１０〜８０％の長さだけ、第２カーカスプライ３０の端部３２から離れていれば、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０が第２カーカスプライ３０の端部３２やビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部２２に接近し過ぎることがない。そのため、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０付近で剛性が急に変化することを防ぐことができ、空気入りタイヤ１の耐久性を向上させることができる。

（実施例）
表１に示す実施例及び比較例の空気入りタイヤの性能を調査した。

実施例１の空気入りタイヤは、第２カーカスプライ３０の端部３２が、上記実施形態で示されている範囲内のうち最もベルト端４１側にあるものである。実施例２の空気入りタイヤは、第２カーカスプライ３０の端部３２が、上記実施形態で示されている範囲内のうち最も最大幅位置７０側にあるものである。比較例１〜３の空気入りタイヤの特徴は表１に記載の通りである。

これらのタイヤの、操縦安定性、乗心地、耐久性を調べた。操縦安定性については、２２５／４０ＺＲ１８ ９２Ｙのサイズのタイヤを車両（排気量２リットルの国産セダン）に付けて運転し官能評価した。実施例１、２、比較例２、３の結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きいほど操縦安定性が良い。乗心地については、２２５／４０ＺＲ１８ ９２Ｙのサイズのタイヤを車両（排気量２リットルの国産セダン）に付けて運転し官能評価した。実施例１、２、比較例２、３の結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きいほど乗心地が良い。耐久性については、ＦＭＶＳＳ１３９準拠のドラム耐久性試験により調べた。実施例１、２、比較例２、３の結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きいほど耐久性が高い。

結果を表１に示す。実施例１及び２の空気入りタイヤの操縦安定性、乗心地、耐久性は、比較例１の空気入りタイヤのそれらと同等以上であった。一方、比較例２の空気入りタイヤは比較例１の空気入りタイヤよりも操縦安定性が低く、比較例３の空気入りタイヤは比較例１の空気入りタイヤよりも耐久性が低かった。以上より、上記実施形態の空気入りタイヤ１の効果が確認できた。

（変更例）
上記実施形態では、折り返し部において外側になる第１カーカスプライ３の端部３１がベルト下にあり、折り返し部において内側になる第２カーカスプライ３０の端部３２がフレックスゾーンＦＺの上記の領域にあるが、各端部の位置はこの逆でも良い。すなわち、折り返し部において外側になる第１カーカスプライ３の端部３１がフレックスゾーンＦＺの上記の領域にあり、折り返し部において内側になる第２カーカスプライ３０の端部３２がベルト下にあっても良い。

また、タイヤ構成部材の数は上記実施形態における数に限定されない。例えば、第１カーカスプライ３及び第２カーカスプライ３０の他に、さらにカーカスプライがあっても良い。また、ベルト層には、第１ベルト４と第２ベルト４０の他に、さらに別のベルトが含まれていても良い。

また、サイド補強層８は、ビードフィラー２１に接していなくても良く、例えば第１カーカスプライ３よりタイヤ幅方向外側にあっても良い。

また、上記実施形態では、サイドウォール７のタイヤ径方向外側の部分が、トレッドゴム６のタイヤ幅方向外側の部分を外側から覆っているが、この関係は逆でも良い。すなわち、トレッドゴム６のタイヤ幅方向外側の部分が、サイドウォール７のタイヤ径方向外側の部分を外側から覆っていても良い。

また、サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部８０は、フレックスゾーンＦＺよりタイヤ径方向内側、すなわち最大幅位置７０又は最大幅位置７０よりタイヤ径方向内側にあっても良い。

１…空気入りタイヤ、２０…ビードコア、２１…ビードフィラー、２２…ビードフィラー２１のタイヤ径方向外側の端部、３…第１カーカスプライ、３０…第２カーカスプライ、３１…第１カーカスプライ３の端部、３２…第２カーカスプライ３０の端部、４…第１ベルト、４０…第２ベルト、４１…ベルト端、５…ベルト補強層、５０…ベルト補強層５の端部、６…トレッドゴム、６０…トレッドゴム６の端部、７…サイドウォール、７０…最大幅位置、８…サイド補強層、８０…サイド補強層８のタイヤ径方向外側の端部、９…インナーライナー、ＦＺ…フレックスゾーン

Claims (4)

1. ビードコア及びビードフィラーを包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返された第１と第２のカーカスプライを備え、前記第１と第２のカーカスプライの外側にベルトとトレッドゴムとを備える空気入りタイヤであって、
   前記第１カーカスプライの外側へ折り返された部分の端部の位置は前記ベルトの内側であり、
   前記第２カーカスプライの外側へ折り返された部分の端部の位置は、タイヤ幅方向断面上において、フレックスゾーン内にある前記トレッドゴムの端部から、前記第２カーカスプライの折り返し前の部分に沿って、フレックスゾーン内の該部分の長さの１０％の距離内であって、前記トレッドゴムの端部の内側を除く部分にあり、
   前記フレックスゾーンは、タイヤ幅方向断面上で見て、タイヤ最大幅位置を通ってタイヤ内外に伸びる直線からベルト幅方向端部を通ってタイヤ内外に伸びる直線までの領域で、かつ、前記の２つの直線の部分を除く領域であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ幅方向の部分にサイド補強層を備え、
   前記サイド補強層のタイヤ径方向外側の端部の位置が、前記第２カーカスプライの外側へ折り返された部分の端部よりタイヤ径方向内側で、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部よりタイヤ径方向外側である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルトの外側にベルト補強層を備え、
   前記ベルト補強層の端部は前記ベルトの端部よりもタイヤ径方向内側にあり、
   前記第２カーカスプライの外側への折り返し部の端部の位置が、さらに、前記ベルト補強層の端部よりタイヤ径方向内側で、前記トレッドゴムの端部よりタイヤ径方向外側である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２カーカスプライの外側への折り返し部の端部の位置が、さらに、前記トレッドゴムの端部よりタイヤ径方向内側である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
   

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